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L'invention se rapporte à une pompe à fluide haute pres- sion convenant, par exemple, à l'alimentation de sondes d'injection de liquides sous pression dans les roches, plus particulièrement à l'injection d'eau dans les couches de charbon avant l'abatage. On sait que le liquide d'injection doit se trouver à cet effet sous une pression atteignant plusieurs centaines de kilogrammes par cen- timétre carré. La pompe conforme à l'invention, permettant de mettre un fluide quelconque sous une haute pression au moyen d'un fluide moteur se trouvant sous une pression de par exemple 3 à 10 kg/cm2, convient particulièrement à cet usage spécial dans les mines.
Conformément a l'invention, la pompe comporte des paires de cylindres co-axiaux d'alésages différents, dont le cylindre de grand alésage reçoit le fluide moteur et le cylindre de petit alésa- ge le fluide à mettre sous pression, une pièce intermédiaire consti-
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tuant la tête de cyli@@re pour les cylindres de petit alésage de plus Leurs paires de cylindres co-axiaux, cette pièce étant pourvue de conduits d'entrée pour les fluides et de sortie pour le fluide mis sous haute pression, ainsi que de soupapes de distribution de ce fluide, une tige de piston portant les pistons des cylindres de grand et de petit alésage,
et un dispositif de renversement du cou- rant du fluide moteur agissant de manière que les paires de cylin- dres co-axiaux travaillent en mouvement alternatif comme pompes dif- férentielles.
La pompe comporte de préférence au moins deux paires de cylindres co-axiaux opposées l'une à l'autre ayant une tige de'pis- ton commune. Le piston des cylindres de petit alésage est avantageu- sement un manchon plongeur glissé sur la tige de piston commune, ce manchon ayant un diamètre inferieur à l'alésage de ces cylindres, ce qui offre l'avantage de pouvoir modifier, par le simple rempla- cement des manchons par des manchons d'un autre diamètre, le rap- port entre la section de pistons d'une paire de cylindres co-axiaux, et d'adapter le cylindre de petit alésage à la nature du fluide à mettre sous haute pression.
Le dispositif de renversement du courant du fluide moteur est logé dans un conduit s'étendant parallèlement à l'axe des cylin- dres d'une tête à l'autre des cylindres de grand alésage de deux paires de cylindres co-axiaux opposés. Il comprend un distributeur se déplaçant dans le conduit pour ouvrir et fermer des lumières ren- versant le courant du fluide moteur, et un ou plusieurs organes qui provoquent le déplacement brusque du distributeur et sont actionnés alternativement par les pistons des cylindres de grand alésage quand ces pistons se rapprochent des têtes des cylindres.
Avantageusement, les organes commandant le déplacement du distributeur sont constitués par deux petits pistons coulissant dans le conduit, dont chacun est pourvu de deux gorges circonférentielles et d'une tige de piston qui est guidée à une extrémité du conduit et pénètre dans la chambre de l'un des cylindres de grand alésage, des
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ressorts prenant appui sur des rondelles fixées dans le conduit et poussant les petits pistons vers les extrémités du conduit, les ron- delles étant placées de façon à limiter de part et d'autre le dépla- cement du distributeur dans le conduit.
Ce dernier est pourvu d'une part, de lumières qui mènent à une conduite de fluide moteur sous pression et, d'autre part, de lumières reliant les tubes d'échappe- ment avec des espaces qui sont ménagés des deux côtés du distribu- teur entre ce dernier et les petits pistons et constituent des cham- bres de cylindre, les premières de ces lumières étant fermées par les petits pistons et les secondes ouvertes par l'une des gorges cir- conférentielles des petits pistons quand ceux-ci se trouvent sous l'effet des ressorts en position d'extrémité et font pénétrer leurs tiges dans la chambre des cylindres de grand alésage.
Ces organes agissent de manière que l'un des petits pistons, en se déplaçant quand sa tige est repoussée par le piston du cylindre de grand alésa- ge lorsque ce piston se rapproche de la tête de ce cylindre, ferme la communication entre l'espace constituant chambre de cylindre et la lumière d'échappement et ouvre par l'autre de ses gorges la lumiè- re menait à une conduite de fluide moteur sous pression, permettant à ce fluide de pénétrer dans l'espace constituant chambre de cylin- dre et de déplacer brusquement le distributeur vers son autre posi- tion extrême.
Le distributeur comporte deux rainures circonférentielles et le conduit dans lequel le distributeur est déplacé, des lumières auxquelles aboutissent, d'une part, une communication venant de la chambre de fond de cylindre de l'un des cylindres de grand alésage et de la chambre de tête de cylindre du second de ces cylindres et une communication venant de la chambre de tête de cylindre du pre- mier et de la chambre de fond de cylindre du second de ces cylindres et, d'autre part, l'arrivée du fluide moteur sous pression et l'échap. pement, les rainures du distributeur reliant alternativement, suivant la position de ce dernier, l'une des communications à l'arrivée de ce fluide et l'autre à l'échappement.
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Ru Í.Il'" if, une :c^cuiu,e f'or:ne des organes coixaa.n- -ton d<Ki>iacp,>:ents du distributeur, le conduit s'étendant entre le,3 têtes des cylindres de grand alésage renferme un organe com- prenant une tige coulissante ayant une longueur telle que l'une de
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ses extrét'li tés pénètre dans la chajiibi7c de l'un des cylindres de grand alésage quand l'autre extrémité est à fleur de la face inté- rieure de la tête de cylindre du second de ces cylindres, un distri- buteur qui est solidaire de la tige et pourvu d'une lumière d'arri- vée du fluide moteur et d'une lumière d'échappement, des conduites axiales ménagées dans la tige, l'une de ces conduites mettant la chambre du premier de ces cylindres en communication avec la lumiè- re d'échappement,
et l'autre de ces conduites la chambre du second avec la lumière d'arrivée du fluide moteur, et un moyen assurant un déplacement accéléré du distributeur quand la tige pénétrant dans la chambre du premier cylindre de grand alésage est actionné par le pis- ton de ce cylindre se rapprochant de la tête de cylindre. Le moyen pour accélérer le déplacement du distributeur comporte, par exemple des doigts pivotants inclines qui sont Montés dans des évidements du conduite, engrènent des encoches de la tige et culbutent brusque- ment sous la pression d'un ressort bandé pendant leur redressement quand la tige est déplacée par le piston d'un cylindre de grand alé- sage.
Suivant une variante, ce moyen comporte un coulisseau qui est solidaire de la tige et forme un piston double face se déplaçant d'une extrémité à l'autre d'un évidement pratiqué dans le conduit.
Ce coulisseau comporte des rainures longitudinales disposées en face d'une rainure prévue dans le conduit et alimentées de fluide moteur, ainsi que des canalisations aboutissant à des lumières et permettant au fluide enfermé dans 1'avidement d'un coté du coulisseau de passer par une lumière d'échappement quand la tige est déplacée par le pis- ton de l'un des cylindres de grand alésage, ce déplacement de la ti- ge faisant en même temps passer du fluide moteur par les rainures dans un espace se créant de l'autre côte du coulisseau par le dépla- cement de ce dernier, pour y produire, par sa pression, l'accéléra-
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tion du renversement des courants de fluide alimentant les cylindres moteurs.
Le mouvement des va-et-vient imprimé aux pistons des cylin- dres de grand alésage par le fluide moteur fait plonger alternative- ment les manchons constituant les pistons des cylindres de petit alé sage dans les chambres de ces cylindres. Ils y mettent sous pression le fluide qui y est introduit à travers la pièce intermédiaire cons- tituant la tête de cylindre des cylindres de petit alésage et expul- sent simultanément par cette même pièce le fluide rais sous pression.
A cet effet, la pièce intermédiaire comporte deux évidements formant des chambres de soupape, dont l'un communique avec l'entrée du flui- de à mettre sous pression et l'autre avec la sortie du fluide mis sous pression, chacun des évidements étant relié par des canalisa- tions aux chambres des deux cylindres de petit alésage et pourvu de deux sièges pour des billes qui y sont maintenues sous l'effet de ressorts, les sièges étant disposés de façon qu'à l'entrée, le fluide puisse pénétrer alternativement dans la chambre de celui des cylindres qui n'est pas sous pression et qu'à la sortie, le fluide, mis alternativement sous pression dans l'un des cylindres n'ait pas d'accès à l'autre cylindre.
La pièce intermédiaire comporte un robinet à chacune des deux entrées de fluide, et pour la mise en marche de la pompe, on ouvre d'abord le robinet connecté à la conduite du fluide à mettre sous pression et ensuite le robinet de la conduite du fluide moteur.
Quand la pompe est destinée au travail dans les mines, plus particu- lièrement à l'imprégnation des roches par un liquide sous pression, le fluide moteur est de préférence de l'air comprimé. En ce ces, la pompe e st avantageusement montée sur une tôle fondant traîneau et . comportant aes tôles montantes qui entourent les échappements en vue d'empêcher la formation de courants d'air pouvant soulever des poussières en balayant le sol.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'invention, appliquée à une pompe servant
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particuliert"lE'l1:t a l'ali1l!eJ1l;tj,i!Hl de sondes pour l"injectiop7aeÍi- quide sous pression dans cies roches telles -que !Le 'charbon,..
.La figure 1 .est une 'coupe axiale schématique d'aune pompe .constituée de deux paires opposées de .cylindres co-axiaux, dans la- quelle .certains -conduits qui sont en fait-noyés dans la nasse,, .-sont montrés pour plus de'clarté sous forme de 'conduites disposées à l'ex- térieur ; les figures 2 .et 3 se rapportent à .des variantes.du dispo- sitif de renversement du oourant du fluide moteur la figure 4 lest une .coupe suivant la ligne IV - IV de la figure 1 ;
; la figure .5 est une coupe suivant la ligne .brisée V - V de la figure 4 et, la figure 6 est ,une vue de face d'une pompe,
La pompe comprend essentiellement deux paires opposées de cylindres co-axiaux 1,2 et 1', 2' d'alésages différents,, dont lés cylindres il -et 1 reçoivent le fluide moteur qui; pour 1?.emploi par.:..., ticulier envisagé, est de 1 air comprimé à .une pression usuelle dans les mines, et les cylindres 2 et 2' le fluide à mettre sous pression, en l'occurence de l'eau du réseau de .distribution.. Il est clair que la pompe décrite convient, dans d'autres cas d'application, à la mise sous pression d'autres fluides et peut être actionnée par d'autres fluides moteurs que l'air comprimé.
Les pistons 3 et 3' des cylindres 1 et l' sont montés. sur la tige de cylindre commune 4 sur laquelle sont également -fixés les manchons 5 et, 5-1 plongeant dans les chambres 6 et 6' des cylindres 2 et 2'. Les cylindres 2 et 2' sont pourvus de chemises 7 en un ma- tériau convenable, par exemple en acier inoxydable, et bêlements d'étanchéité 8, et'sont montés sur une plaque intermédiaire 9 dans laquelle sont ménagées les arrivées 10 et 11( figure 4) d'air com- primé et d'eau du réseau de distribution, la sortie 12 d'eau mise sous pression, ainsi que les chambres des soupapes 13 et 13' (figure 5) dont chacune possède deux sièges à billes 14 maintenues par des
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ressorts 15,
et communique p r des canalisations 16 et 16' avec les chambres 6 et 6' des cylindres 2 et 2'. Les soupapes 13 et 13' sont disposées de manière qu'à l'arrivée, l'eau ait accès seulement à la chambre 6 qui, momentanément, n'est pas sous pression et qu'à la sortie, l'eau qui vient d'être mise sous pression dans la chambre 6' par le manchon 5' ne puisse atteindre la chambre 6 et soit obligée de quitter l'appareil par 12.
Le dispositif de renversement du courant d'air comprimé est monté dans un conduit 17 allant le long des cylindres 2 et 2' de la tête 18 du cylindre 1 à la tête 18' du cylindre l'.
Suivant une première forme d'exécution de l'invention (figure 1), le conduit 17 renferme un piston distributeur 19 qui est pourvu de rainures circonférentielles 20 et 21 et peut se dé- placer entre les rondelles fixes 22 et 22', de deux petits pistons
23 et 23' qui sont disposés aux extrémités du conduit 17 et possè- dent des gorges 24 et 25 communiquant avec une forure 26, et une tige 27, respectivement 27' pouvant pénétrer dans les chambres de tête 28 et 28' des cylindres 1 et 1', ainsi que des ressorts 29, 29' qui prennent appui sur les rondelles 22, 22' et poussent les petits pistons 23, 23' vers leur position extrême, montrée sur la figure
1 pour le piston 23.
Le conduit 17 est pourvu d'une communication
30 d'air comprimé aboutissant aux lumières 31 et 31', de lumières d'échappement 32, 32', 33 et 33', et de lumières 35 et 35' aux - quelles sont reliées d'une part la conduite 36 allant vers-la cham- bre de tête de cylindre 28 du cylindre 1 et vers la chambre de fond de cylindre 37' du cylindre 1' et, d'autre part, la conduite 36' al- lant vers la chambre de fond de cylindre 37 du cylindre 1 et vers .la chambre de tête de cylindre 28' du cylindre 1'.
Lorsque la tige de piston 27 n'est pas en contact avec le piston 3, la conduite 36 communique par la rainure 20 du piston dis- tributeur 19 avec L'échappement 33, la lumière 31 de la conduite d'air comprimé 30 est fermée par le petit piston 23 et l'espace 38 ' centre le piston distributeur 19 et le petit piston 23 est en commu-
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nication avec 1'échappement 32 par la forure 26 et la gorge 24.
Quand, à la fin de la course du piston 3' vers la tête du- cylindre l',ce piston pousse la tige 27' vers l'intérieur du conduit 17, le déplacement du petit piston 23' ferme la lumière d'échappement 32' et dégage la lumière 25' ; de l'air comprimé, venant de la commu- nication 30, peut pénétrer par la gorge 25' et la forure 26' dans l'espace 38' et, en s'étendant à travers la rondelle 22', déplacer rapidement le piston distributeur 19 vers la rondelle 22 pour éta- blir la situation représentée sur la figure 1. Dès qué le piston 3' se sera au début de sa course de retour éloigné de la tige 27' du petit piston 23', ce dernier sera repoussé par le ressort 38' vers sa position de repos à l'extrémité du conduit 17, et l'air enfermé dans l'espace 38' pourra se dégager par l'échappement 32'.
Il est évident que le piston distributeur 19 n'est pas affecté par le mou- vement du petit piston 23' et maintiendra sa position jusqu'à ce que le piston 3 aura frappé la tige 27 et mis le petit piston 23 en fonc- tionnement.
Suivant une autre forme d'exécution (figures 2 et 3), une tige coulissante 39 est logée dans le conduit 17 et une extrémité de la tige pénètre alternativement dans l'une des chambres 28 et 28' des cylindres 1 et 1' où. elle entre en contact avec les pistons de ces cylindres. La tige comporte des perforations axiales 40 et 40' qui aboutissent à l'endroit de la distribution, soit devant une lumière d'entrée d'air comprimé 41 soit devant l'une des lumières d'échappement 42 ou 42'. Ces perforations alimentent directement . d'air comprimé l'une des chambres 28 ou 28' et mettent l'autre à l'échappement, suivant la position de la tige 39.
Dans la variante montrée sur la figure 2, le déplacement de la tige 39 dans le conduit 17 est accéléré par des doigts 43 pivo- tants inclinés qui sont montés dans des évidements 44 du conduit 17 et engrènent des encoches 45 de la tige 39. Ces doigts culbutent brusquement sous¯la pression d'un ressort 46 qui est bandé pendant que les doigts sont redressés quand la tige est déplacée par les pistons 3 ou 3'.
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La variante qui fait l'objet de la. figure 3 comporte à l'endroit de la distribution un coulisseau 47 agissant en piston double face qui est solidaire de la tige 39 et peut se déplacer d'une extrémité à l'autre d'un évidement 48 ménagé dans le conduit
17. Ce coulisseau comporte des rainures longitudinales 49 et 49' disposées en face d'une rainure 50 prévue dans le conduit et ali- mentée d'air comprimé, ainsi que des canalisations 51 et 51' abou- tissant aux lumières 52 et 52'.
Quand la tige 39 est déplacée par les pistons 3 ou 3', par exemple par le piston 3' comme représenté sur la figure 3, la lumière 52 passe sur l'échappement 42, ce qui permet à l'air enfermé dans l'espace 53 de s'échapper pendant que cet espace se réduit, tandis que de l'air comprimé se trouvant dans la rainure 50 peut atteindre la rainure 49', pénétrer dans l'espace qui se crée du côté droit et, par sa pression, accélérer le déplacement de la tige vers la chambre 28, en vue de renverser les courants de l'air dans les perforations 40 et 40', ainsi que dans les canalisations non reproduites sur les figures 2 et 3 qui mènent aux chambres 37 et 37'.
La pompe formée de deux paires de cylindres 1, 2 et 1', 2' réunies par des tirants qui traversent par des perforations 54 (fi- gure 4) la plaque intermédiaire 9, sur laquelle sont visibles sur la figure 6 l'entrée 10 d'air comprimé et la sortie 12 d'eau mise sous pression, est montée sur une tôle 55 recourbée aux bouts sur laquelle sont fixées des tôles montantes 56, créant entre.les cylin- dres 1 et l', le long des cylindres 2 et 2', un espace dans lequel donnent les échappements de l'air sortant; ces montants empêchent ce dernier de s'éloigner en tourbillons soulevant la poussière du sol.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution qui ont été décrites et représentées à titre d'exemple, ,et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications,